增压器的运行状态的确定方法和计算机程序产品与流程

本申请涉及增压器，具体而言，涉及一种增压器的运行状态的确定方法、计算机程序产品和电子设备。

背景技术：

1、涡轮增压器是发动机重要的核心部件，用来增加发动机进气量，提高工作效率，一旦出现故障，会导致发动机无法正常工作。

2、目前增压器主要故障有两种：(1)增压器叶轮转速超出许用的极限转速导致叶片等结构损坏，通常增压器叶轮的工作转速能达到上万甚至十几万转，超速导致结构损坏是一种非常危险的故障；(2)增压器中间轴的轴心轨迹超出限值导致叶片和壳体碰撞(通常称为擦壳)，该故障同样会损坏叶片和壳体，导致增压器无法正常工作。

3、针对增压器转速超限故障，工程上通常在增压器上安装转速传感器，实时监测转速，一旦超速就进行报警；针对擦壳故障，工程上通常在增压器上安装电涡流位移传感器，测试判断其轴心轨迹是否超出限值。但由于增压器本体结构上安装传感器的空间有限，难以同时实现上述功能。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种增压器的运行状态的确定方法、计算机程序产品和电子设备，以至少解决现有技术中需要采用多种传感器来监控增压器的转速和轴心轨迹是否正常的问题。

2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种增压器的运行状态的确定方法，包括：获取发动机中增压器轴的位移时域数据，所述位移时域数据为所述增压器轴的位移幅值随时间的变化数据；将所述位移时域数据转换为位移频域数据，所述位移频域数据为所述位移幅值随频率的变化数据；根据所述位移频域数据，确定所述增压器轴的轴心轨迹，并根据所述轴心轨迹，确定所述增压器轴的运行轨迹是否正常；从所述位移频域数据中提取得到轴频，所述轴频为所述增压器轴的旋转频率；根据所述轴频，确定增压器的转速，并确定所述增压器的转速是否正常，所述运行状态包括表征所述运行轨迹是否正常的状态以及所述增压器的转速是否正常的状态。

3、可选地，所述位移频域数据包括频谱，从所述位移频域数据中提取得到轴频，包括：根据所述发动机的转速，从所述频谱中确定分段频率，所述分段频率表征所述频谱中所述增压器的振动激励频率区间和所述增压器轴的旋转激励频率区间的分界点；根据所述分段频率，确定所述旋转激励频率区间，所述旋转激励频率区间包括所述频谱中大于或等于所述分段频率的各所述频率；确定所述旋转激励频率区间中各所述频率对应的所述位移幅值的最大值为目标位移幅值，并确定所述目标位移幅值对应的所述频率为所述轴频。

4、可选地，根据所述轴频，确定增压器的转速，并确定所述增压器的转速是否正常，包括：根据所述轴频，确定所述增压器的转速为t＝fmax×60，t为所述转速，fmax为所述轴频；确定所述增压器的转速是否小于所述增压器的极限转速；在所述增压器的转速小于所述极限转速的情况下，确定所述增压器的转速正常；在所述增压器的转速大于或等于所述极限转速的情况下，确定所述增压器的转速不正常。

5、可选地，所述位移频域数据包括各频率沿多个方向的位移幅值，多个所述方向两两相互垂直，根据所述位移频域数据，确定所述增压器轴的轴心轨迹，并根据所述轴心轨迹，确定所述增压器轴的运行轨迹是否正常，包括：对同一所述方向对应的多个所述位移幅值进行预定处理，以确定每个所述方向对应的第一均方根值，得到所述轴心轨迹，所述预定处理包括均方根计算；确定多个所述第一均方根值中的最大值是否小于轴心轨迹限值；在多个所述第一均方根值中的最大值小于所述轴心轨迹限值的情况下，确定所述增压器轴的运行轨迹正常。

6、可选地，对同一所述方向对应的多个所述位移幅值进行预定处理，以确定每个所述方向对应的第一均方根值，包括：对各所述位移幅值进行对数计算，得到多个对数值；对同一所述方向对应的多个所述对数值进行均方根计算，确定每个所述方向的所述第一均方根值。

7、可选地，对各所述位移幅值进行对数计算，得到多个对数值，包括：根据公式对各所述位移幅值进行对数计算，得到多个所述对数值，其中，为所述位移幅值对应的所述对数值，mi为频率fi对应的所述位移幅值，i＝1,2,3,……,n，k＝20，m0＝10-6mm。

8、可选地，多个所述第一均方根值中的最大值对应的所述方向为目标方向，在确定所述增压器轴的运行轨迹异常之后，所述方法还包括：从所述位移频域数据中确定所述增压器的振动激励频率区间；对所述目标方向中所述振动激励频率区间对应的所述位移幅值进行预定处理，以得到第二均方根值，所述预定处理包括均方根计算；根据所述第二均方根值以及多个所述第一均方根值中的最大值，确定发动机激励能量占比为e＝10(0.1×rms1)/10(0.1×rms)，e为所述发动机激励能量占比，rms1为所述第二均方根值，rms所述第一均方根值；根据所述发动机激励能量占比，确定所述增压器的轴频激励能量占比为e1＝1-e，e1为轴频激励能量占比。

9、可选地，获取发动机中增压器轴的位移时域数据，包括：根据所述增压器的极限转速，确定分析频率，并根据所述分析频率，确定所述位移幅值的采样频率；在发动机的转速位于预设的转速区间内的情况下，根据所述采样频率采集所述位移幅值，得到所述位移时域数据，将所述位移时域数据转换为位移频域数据，包括：根据所述分析频率以及预设的频率分辨率，确定所述位移频域数据中的频率数量；根据所述频率数量，采用傅里叶变换将所述位移时域数据转换为所述位移频域数据。

10、根据本申请的另一方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时实现任意一种所述的方法。

11、根据本申请的再一方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的方法。

12、应用本申请的技术方案，首先，获取发动机中增压器轴的位移时域数据；然后，将位移时域数据转换为位移频域数据，得到增压器轴的位移幅值随频率的变化数据；之后，根据位移频域数据，确定增压器轴的轴心轨迹，从而确定增压器轴的运行轨迹是否正常；再从位移频域数据中提取得到增压器轴的轴频；最后，根据该轴频，确定增压器的转速，从而确定增压器的转速是否正常，得到表征增压器的运行轨迹和转速是否正常的运行状态。本申请将增压器轴的位移时域数据变换为位移频域数据，通过对该位移频域数据进行分析，既可以确定增压器轴的运行轨迹是否正常，还可以从该数据中提取得到轴频，从而确定增压器的转速是否正常，也就是说，本申请仅采用增压器轴的位移数据就可以同时监控增压器的转速和轴心轨迹是否正常，相比于现有技术中采用转速传感器和位移传感器来监控增压器的转速和轴心轨迹是否正常的方式，本申请减少了增压器的运行状态监测数据和监测工具，保证了监测工具占用增压器的空间较小。

技术特征：

1.一种增压器的运行状态的确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位移频域数据包括频谱，从所述位移频域数据中提取得到轴频，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述轴频，确定增压器的转速，并确定所述增压器的转速是否正常，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位移频域数据包括各频率沿多个方向的位移幅值，多个所述方向两两相互垂直，根据所述位移频域数据，确定所述增压器轴的轴心轨迹，并根据所述轴心轨迹，确定所述增压器轴的运行轨迹是否正常，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对同一所述方向对应的多个所述位移幅值进行预定处理，以确定每个所述方向对应的第一均方根值，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对各所述位移幅值进行对数计算，得到多个对数值，包括：

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，多个所述第一均方根值中的最大值对应的所述方向为目标方向，在确定所述增压器轴的运行轨迹异常之后，所述方法还包括：

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，

9.一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时实现权利要求1至8中任意一项所述的方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至8中任意一项所述的方法。

技术总结
本申请提供了一种增压器的运行状态的确定方法和计算机程序产品。该方法包括：获取发动机中增压器轴的位移时域数据，位移时域数据为增压器轴的位移幅值随时间的变化数据；将位移时域数据转换为位移频域数据，位移频域数据为位移幅值随频率的变化数据；根据位移频域数据，确定增压器轴的轴心轨迹，并根据轴心轨迹，确定增压器轴的运行轨迹是否正常；从位移频域数据中提取得到轴频，轴频为增压器轴的旋转频率；根据轴频，确定增压器的转速，并确定增压器的转速是否正常，运行状态包括表征运行轨迹是否正常的状态以及增压器的转速是否正常的状态。本申请可以同时监控增压器的转速和轴心轨迹是否正常。

技术研发人员：王鑫,胡亮,王明阳,袭著鑫
受保护的技术使用者：潍柴动力股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23